施工升降機在大型塔內件安裝中的應用

朱景峰

摘 要：該文以大型丙烯精餾塔內件安裝為例，從費用、安全、進度等方面提出施工升降機在石油化工大型塔類設備內件安裝及檢修中應用的優勢，進而為石化類似項目施工提供借鑒。施工升降機在房屋建筑工程中應用十分廣泛，產品及技術非常成熟。在石化行業大型丙烯精餾塔的安裝或檢修中，如果將其應用于塔盤的上下運輸，則相比傳統的吊車加吊籠的方式在多方面都有獨特的優勢。

關鍵詞：塔內件 安裝 升降機 應用

中圖分類號：TH211 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）04（a）-0039-02

大型塔類設備是石油化工生產裝置中的關鍵設備，它們在復雜的石化生產中起著舉足輕重的作用。例如丙烯精餾塔，由于工藝要求，塔體巨大，塔盤繁多。此類塔的內件安裝無論是在新塔的安裝施工中，還是在裝置檢修老塔的維護工作中，必為關鍵任務，制約著裝置建設和檢修的整體工期。

1 施工升降機簡介

施工升降機是建筑行業成熟完善的施工起重運輸設備，根據要求有不同型號可供選擇，其中“SSD100型人貨兩用升降機”是較為常見的型號。

SSD100型人貨兩用升降機，具有：（1）運行可靠、節省電耗；（2）防墜及安全保護性能完善；（3）升降平穩無噪音；（4）整機價格低、使用及維護成本低；（5）安裝、拆卸方便，不需要吊車；（6）外觀簡潔大方等優點。

SSD100型人貨兩用升降機的導軌架由逐節拆裝的標準節組成，可以根據實際需要，安裝至合適高度。該結構優點是標準節的安裝不需要吊車，可利用升降機系統自帶液壓爬升機構和吊桿逐節安裝加高。標準節之間由4根M16×70的高強螺栓實現連接。螺栓的預緊力矩、標準節安裝垂直度必須依照升降機的行業要求進行。升降機的整體安裝及調試，必須由專業人員進行。

2 升降機及平臺搭設方案

如何將SSD100人貨兩用升降機系統的架設與大型塔類設備聯系起來，是個難題。現以某石油化工企業生產裝置的丙烯精餾塔為例，此塔高95 m，直徑5.8 m，總重約850 t。該丙烯精餾塔內部共設計安裝了167層塔盤，每層塔盤整體由數量近百件的的塔盤零部件拼裝而成。

考慮到新塔盤在塔內安裝，及檢修過程中更換塔盤需先拆除舊塔盤等操作，為了加快施工進度，可以考慮把整個塔的高度依據人孔的分布分成3～5段，在塔內安全措施完善的前提條件下，組織相應3～5組人員同時進行施工，這樣共167層塔盤可以近似分成每組33～55層。在每段塔內空間進行安裝時，先從低層開始，逐漸往上安裝；拆除舊塔盤過程則相反，從高層逐漸往下拆除，這樣就要求每組工作時，新舊塔盤要依靠每段塔高處的人孔運進送出。如果用升降機來完成地面至每段塔高處人孔的運輸，則升降機最高要提升至塔頂人孔處的高度。在這樣近百米的高度，必須要對升降機的導軌架加設多個附墻架以保證其穩定，附墻架的一端連接升降機導軌架，另一端必然要和塔身相連接。而塔身最適合連接處為不同高度的人孔檢修平臺，這樣造成的結果是對塔本體帶來附加的載荷，這是問題一。在塔的各個人孔處的檢修平臺面積非常有限，在新舊塔盤的安裝和拆除過程中，不足以滿足塔盤零部件的中轉需要。這樣在運送塔盤零部件的過程中，升降機必須在人孔處長時間停留，難以發揮其優勢，這是問題二。

為解決上述兩個問題，可以在塔體和升降機之間搭設平臺，以施工升降機用標準節作為平臺的主要承載構件，具體是分別用4套標準節組件做為平臺的4個立柱，用鋼結構將4套標準節組件相互連為一體形成一個大的桁架結構，在此結構上依照需要的高度組建多個平臺以供塔盤零部件運送中轉之用。平臺設置的位置及層數需滿足任務分組的要求，平臺承載重量與升降機額定載重量對應，即載重量為1 000 kg。

平臺的平面結構布主體為Φ76×5優質無縫鋼管用專用抱箍連接固定而成，然后在鋼管結構上平鋪長條型的網板，并將網板與鋼管結構綁扎固定，平臺四周除與升降機、塔人孔檢修平臺對接兩處之外，需設置護欄。平臺的搭設同樣不需要吊車，因為平臺的4個立柱與升降機的導軌架相同，均配有液壓爬升機構和吊桿，除標準節外，搭設平臺斜撐同樣用Φ76×5鋼管及網板等材料，均可利用液壓爬升機構上的吊桿由地面吊至高處。斜撐與立柱間通過抱箍連接固定。

3 使用升降機相對傳統吊車方式的優勢

3.1 經濟性

（1）升降機方案。以某項目租用SSD100型升降機的費用報價，包括安裝、拆除、運輸等項目在內，每年每臺的租賃費用為32.5萬元。為了不占用檢修的時間，可以提前完成升降機的安裝、調試和報驗，以保證在檢修期開始時即可使用升降機，在檢修完成開車成功后再行拆除。以此為參考按租用期為兩個月計算，升降機折舊及使用費可大幅度降低，安裝及拆除費用和其他費用按不變考慮，另還需考慮平臺的架設拆除及材料租賃費用，包括運輸等，粗略估算在檢修期內，租用SSD100升降機及搭設整套平臺系統的費用約為60萬元。

（2）吊車方案。根據吊車性能表，要針對該文所舉95 m高塔頂段部分塔盤進行更換，至少須選用260 t或以上級吊車，按每層塔盤需要4次運輸，在塔內外均沒有中轉平臺，即塔盤需送進塔內安裝完畢每次至少需要半小時，每層則需要兩小時才能安裝完畢，粗略估算塔最高段30層塔盤安裝所需臺班數0.5×4×30÷8=7.5臺班，假設拆除時間與安裝相同，則僅僅塔頂段30層塔盤更換即需要15個臺班，按3萬元/臺班計算，吊車費用15×3=45萬元。以上估計是建立在非常理想的拆裝塔盤操作速度基礎上的估算，實際可能需要更長的時間。

塔中低段可選用相對低噸位吊車完成工作，保守考慮選用100噸吊車計算，仍需臺班0.5×4×（167-30）÷8×2=68.5臺班，需68.5×1.2萬元/臺班=82.2萬元。共需45+82.2=127.2萬元。

可見在非常理想的狀況下，只考慮機具方面，更換塔盤選用吊車所需的費用達到升降機的2倍以上。

3.2 安全性

（1）天氣適應性。根據SSD100型人貨兩用升降機使用說明，在導軌架結冰、大雨、大霧或風速超過20.8 m/s即風力達到9級時，則禁止使用升降機。一般的吊裝作業在風力達到6級，即風速達到10.8 m/s就禁止，近百米的吊車垂直運輸作業要求應更為嚴格。由此可見，升降機抗風性能大大超過使用吊車，排除在極端天氣情況下，升降機都是可以使用。因此，在對天氣的適應能力上，使用升降機要比吊車具有較大優勢。

（2）夜間安全性。升降機在夜間作業時需要對作業區域，即上下貨有限范圍內有適當照明即可。而如果進行高空吊裝運輸作業，則必須在整個作業區域設置充足照明，否則安全性難以得到保證，也無法對作業進行有效指揮。可見升降機在夜間對照明的要求低于吊車，安全性要強于吊車。所以升降機非常適合用于為趕工而安排倒班作業的情況。

3.3 計劃性

SSD100型施工升降梯具有雙籠，具有雙倍效率。吊籠上升速度38 m/min，如果以該文所舉167層丙烯塔同時投入5組施工人員為例，忽略塔裙座高度，近似計算完成5層平臺單次運量需（95+76+57+38+19）/38=7.5 min，假設與吊車相同每層塔盤需4次運輸，則滿足5組人員施工所需運輸時間為7.5×4=30 min。需要指出的是，使用升降機除首次運輸之外，由于有操作平臺提供周轉，后續運輸完全可以不占用塔盤拆卸和安裝時間，運輸量完全滿足人員施工需要，可以確保實際工作按計劃進行，大大增強了可控性。如果采用傳統吊車方案，則會形成運輸瓶頸，形成人員等待塔盤的狀態。

4 結語

施工升降機在石油化工大型塔類設備內件安裝及檢修中的應用是完全可行的，而且在費用、安全、進度方面均有明顯優勢。需要特別指出的是，隨著塔類設備的大型化趨勢，以上各方面所顯現的優勢越加明顯。

參考文獻

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